Сформулируйте задачу статистического регулирования технологических процессов

Назовите основные формы применения стандартов на статистические методы управления качеством продукции.

Основные термины, относящиеся к статистическому анализу и статистическому регулированию технологических процессов, а также статистическому приёмочному контролю установлены в ГОСТ 15895 «Статистические методы управления качеством продукции».

В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом разработан ряд систем управления качеством продукции, в т. ч. на основе стандартов ИСО серии 9000. Согласно ГОСТ 15467 управление качеством продукции – это установление, обеспечение и поддержание необходимого уровня качества продукции при её разработке, производстве и эксплуатации или потреблении, осуществляемое путём систематического контроля качества и целенаправленного воздействия на его условия и факторы с целью улучшения качества продукции.

Общая классификация основных показателей качества, обязательная для всех отраслей и всех видов продукции, определена в ГОСТ 22851.

Область использования статистических методов весьма широка. Более подробно изложена в РД 50-605;

Основная цель статистического регулирования состоит в своев­ременном выявлении разладки технологического процесса (операции), что позволяет предупреждать выпуск дефектной продукции, реализовывая тем самым важнейшее требование стандартов ИСО серии 9000 "пре­дупреждать любое несоответствие продукции". При этом приходится решать многие задачи в зависимости от этапа внедрения. В явном виде таких этапов можно выделить три:

1-й этап - предварительное исследование состояния технологи­ческого процесса;

2-й этап - построение контрольной карты и выбор плана кон­троля;

3-й этап - опытное статистическое регулирование технологи­ческого процесса.

Названия этапов в общем виде определяют задачи, которые не­обходимо решать. Более подробно эти задачи будут рассматриваться при изучении этапов внедрения.

53. Какими методами решается задача статистического регулирования? Дайте простейшую схему постановки этой задачи.

Методы статистического регулирования определяются используе­мыми статистическими характеристиками (например, метод средних арифметических, метод размахов, метод числа дефектных единиц про­дукции).

Метод (а соответственно и контрольная карта) статистическо­го регулирования определяется используемой статистической ха­рактеристикой:

метод средних арифметических значений; метод медиан;

метод средних квадратических отклонений; метод размахов;

метод учета числа дефектов или числа дефектных единиц про­дукции.

Первые четыре метода используются при контроле по количест­венному признаку, а пятый метод используется при контроле по аль­тернативному признаку.

Среднее арифметическое значение и медиана являются статис­тическими характеристиками положения центра распределения, т.к. они определяют среднее значение контролируемого параметра.. Сме­щение среднего значения относительно середины поля допуска свя­зано с увеличением доли дефектной продукции. Отметим те сообра­жения, которые нужно учитывать при выборе одной из этих двух статистических характеристик.

Определение оценки медианы проще, чем среднего арифметичес­кого значения. Для этого достаточно расположить полученные при контроле значений в порядке возрастания либо убывания и тог­да медианой будет либо среднее из этих упорядоченных значений (при нечетном ), либо среднее арифметическое двух средних упо­рядоченных значений (при четном ). Среднее арифметическое зна­чение является более точной оценкой математического ожидания - в этом его преимущество перед медианой.

Оценки среднего квадратического отклонения и размаха являются выборочными статистическими характеристиками рас­сеивания, т.к. они определяют степень рассеяния значений кон­тролируемого параметра относительно его среднего значения.

Увеличение рассеяния связано с увеличением доли дефектной продукции. При выборе одной из этих двух статистических характе­ристик следует учитывать, что вычисление оценки размаха сущест­венно проще, чем оценки среднего квадратического отклонения. Од­нако последняя характеристика является более точной оценкой ге­нерального параметра , если закон распределения нормальный.

При контроле по количественному признаку обычно используют двойные контрольные карты, поскольку приходится следить как за средним значением контролируемого параметра, так и за его рассе­иванием.

При контроле по альтернативному признаку используют либо кон­трольную карту числа дефектных единиц продукции (ее обозначают "пр-карта"), либо контрольную карту числа дефектов (ее обозначают "с-карта"). Эти два вида контрольных карт используют при условии, если объем выборки постоянный или же незначительно меняется (не более чем в полтора раза в любую сторону).

При значительных колебаниях объема выборки используют отно­сительные показатели качества - такие, как долю дефектной про­дукции или число дефектов на единицу продукции, и строят соответ­ствующие контрольные карты (обозначают их "р-карта" и " u-карта" соответственно).

При выборе той или иной контрольной карты следует учитывать, что дефектной считается единица продукции, имеющая хотя бы один дефект. Поэтому, если в контролируемой продукции может быть больше одного дефекта, то предпочтительнее использовать контрольную карту числа дефектов "с-карту" (при постоянном объеме выборки) или контрольную карту числа дефектов на единицу продукции "u-карту" (при непостоянном объеме выборки).

54. Чем может быть обусловлена разладка технологического процесса?

Основной целью статистического анализа точности и стабильнос­ти технологического процесса является выявление погрешностей изготовления, изучение причин, вызывающих эти погрешности, определение закономерностей происхождения погрешностей, определение оптимальных параметров статистического регулирования и разработка ме­роприятий по совершенствованию процесса изготовления продукции и методов их контроля.

Согласно ГОСТ Р 50779.10(11)-2000 под точностью технологического процесса понимают его свойство обеспечить близость действительных и номинальных значений параметров произвольной продукции, т.е. соот­ветствие поля рассеяния значений показателей качества изготовляемой продукции заданному полю допуска и характеру его расположения.

Поле допуска предоставляет отрезок между наибольшим и наимень­шим допустимыми значениями показателя качества (или верхним и нижним прадедами допуска). Поле рассеяния - это область всех значений показателя качества изготовляемой продукции.

Следовательно, сопоставление действительных погрешностей изго­товления продукции с допустимыми с учетом их соотношения с полем допуска позволяет оценить точность изготовления продукции и долю дефектных единиц продукции (рис. 3.1).

Причин возникновения погрешностей изготовления продукции очень много. Например, при механической обработке деталей на металлорежущих станках возникают погрешности, источником которых являются станок, приспособление, инструмент и сама обрабатываемая деталь (система СПИД).

По характеру образования погрешности изготовления можно разделить на случайные и систематические. Случайной погрешности называется погрешность изготовления продукции, которая при одних и тех же условиях принимает различные непредсказуемые в каждой единице продукции значения по модулю и по знаку.

Основными причинами возникновения случайных погрешностей являются зазоры в узлах станков, упругие деформации системы СПИД, неравномерность процесса резания, температурные деформации обрабатываемой детали под влиянием колеблющейся температуры и т.д. Сум­марное влияние случайных погрешностей вызывает изменение (рассе­ивание) размеров деталей при обработке. Эти рассеяния могут под­чиняться различным законам распределения. Многочисленные опыты по­казывают, что если среди случайных погрешностей нет резко выделяю­щихся, то распределение случайных погрешностей подчиняется нормаль­ному закону (рис. 3.1,а).

Систематическая погрешность - это погрешность изготовления продукции, которая при одних, и тех же условиях принимает одно и то же значение по модули и по знаку или закономерно изменяется во времени. Систематические погрешности можно разделить на постоянные и переменные. Постоянная систематическая погрешность представ­ляет собой погрешность изготовления продукции, которая принимает одно и то же значение по модулю и по знаку (рис. 3.1,а).

Переменная систематическая погрешность - это система­тическая погрешность изготовления продукции, закономерно изменяю­щаяся во времени по модулю и по знаку (рис. 3.1, б, в, г).

Систематические погрешности изготовления возникают вследствие неточности настройки режущего инструмента на размер, вследствие его износа, неточности изготовления технологического оборудования, мер­ного инструмента, из-за упругих деформаций системы СПИД. При ме­ханической обработке геометрическая неточность станков обуславливает возникновение постоянных систематических погрешностей фор­мы и взаимного расположения поверхностей обрабатываемых деталей из-за искажения схемы обработки. Так, если направляющие суппорта станка будут непараллельны оси центров, то обработанные в центрах валы получат погрешность формы (конусность, бочкообразность и пр.).

На рис. 3.1. показаны различные характеристики изменения раз­меров деталей при изготовлении. Если систематические погрешности постоянны, то точность обработки будет зависеть от случайных по­грешностей и постоянной систематической погрешности. Когда не превышает резерв допуска, приходящийся на долю постоянных систематических погрешностей, точность обработки будет опреде­ляться только случайными погрешностями (рис. З1, а).

Если, при изготовлении деталей основной причиной системати­ческой погрешности является размерный износ инструмента, то центр группирования постепенно смещается вверх, поскольку размеры деталей растут (рис. 3.1,б). При работе на постоянном оборудовании и преобладании температурных деформаций инструмента, центр группирования размеров деталей смешается в сторону уменьшения раз­меров, а если затем наступает режим теплового равновесия - стаби­лизируется. (Рис. 3.1,а).

Более сложный характер изменения размеров деталей при из­готовлении может иметь место, если, например, в работе оборудо­вания сначала преобладают температурные погрешности, а после наступления теплового равновесия - погрешности от размерного изно­са инструмента (рис, 3.1, г).

Во втором и третьем случаях систематические погрешности распределены по закону равной вероятности, а в четвертом случае по закону равномерно возрастающей вероятности. Поэтому кривые распределения суммарной погрешности изготовления продукции будут представлять собой композиции двух распределений: нормального и равной вероятности, нормального и равномерно-возрастающей вероятности.

При изготовлении продукции все причины, вызывающие погрешности изготовления, действуют одновременно, и суммарную погреш­ность обработки для данной настроечной партии в момент об­работки можно выразить следующим соотношением:

, (3.1)

где

- постоянные систематические погрешности,

- переменные систематические погрешности,

- случайные погрешности.

При управлении технологическими процессами, воздействуя на факторы, вызывающие систематические погрешности, удается их уменьшить или устранить. Это возможно потому, что возникновение систе­матических погрешностей связано с причинами неслучайного характеров, которые можно выделить и контролировать с разумными затра­тами.

Причины возникновения случайных погрешностей обычно не удает­ся выделить, поэтому попытки уменьшить их часто не дают практи­ческих результатов.

Таким образом, прежде чем начинать воздействовать (или конт­ролировать) на технологические процессы, нужно определить погрешности изготовления и факторы, вызывающие их, а также оценить возможности улучшения самого производственного процесса путем анализа его точности и стабильности.

Согласно ГОСТ 15895 под стабильностью технологического про­цесса понимается его свойство обеспечивать постоянстве закона рас­пределения вероятностей его параметров в течение некоторого ин­тервала времени без вмешательства извне.

Согласно ГОСТ 15895 под статистическим анализом точности и стабильности технологического процесса понимается совокупность действий по установлению статистическими методами значений показателей точности и стабильности технологического процесса и определению закономерностей их изменения по времени.

Статистический анализ точности и стабильности технологического процесса проводится путем систематических и случайных проверок при:

- технологической подготовке производства а также в процессе установившегося единичного или массового производства;

- внедрении новых технологических процессов или запуске новой продукции;

- выявлении факторов (случайных, систематических и совместных), влияющих на юность и стабильность технологического процесса, способных привести к появление брака;

- внедрении нового, замене или модернизации старого оборудования и оснастки;

- проведении среднего и капитального ремонта технологическо­го оборудования и оснастки;

- определении фактических показателей точности, настроенности, стабильности и вероятного брака;

- установлении периодичности подналадок и смены инструмен­та;

- аттестации и сертификации производства;

- сертификации системы контроля качества продукции;

- проведении плановой или периодической проверки технологи­ческого процесса;

- внедрении статистических методов контроля качества продукции.

Результата оценивания точности и стабильности технологическо­го процесса позволяют:

- разрабатывать и осуществлять мероприятия, обеспечивающие точность и стабильность изготовления продукции в соответствии с требованием технической документации;

- выявлять возможность аттестации производства, сертификации системы контроля качестве продукции, внедрения статисти­ческих методов контроля и регулирования качества продукции;

- получать значения случайных и систематических погрешностей, уровня настройки и другие характеристики, необходимые для расчета показателей точности и стабильности технологического процессе;

- установить факторы, влияющие на точность и стабильность технологического процесса;

- определять оптимальные значения параметров точности и стабильности;

- устанавливать периодичность подналадок, смены инструмента;

- проводить оптимизацию режимов обработки.

Сроки, объемы и периодичность оценивания точности и стабильности технологических процессов устанавливаются соответствующими службами (например, технологическими службами) в зависимости от вида продукции и состояния оборудования, продолжительности технологического процесса, значимости отдельных операций и т.д.

Оценка точности и стабильности технологических процессов получается:

- по параметрам, оказывающим решающее влияние на функциональные показатели изделия в целом и лимитирующим нормальный ход технологического процесса;

- для фиксированного момента времени;

- за произвольный интервал времени (для партии, для деталей изготовленных за смену или месяц и т.п.).

Последовательность анализа точности и стабильности технологического процесса представляет собой совокупность операций, включающих:

- анализ технологического процесса для выделения наиболее существенных операций, подлежащих контролю;

- подготовку исходных данных;

- набор экспериментальных данных;

- статистическую обработку экспериментальных данных

Дата добавления: 2015-04-24